食品化学第二章水知识点总结
2-食品化学 第二章水
结合水：与食品中成分以氢键结合而不
能自由运动的水
化合水
结合最牢固的水，与非水物质保持一个整体。
邻近水
仅次于最牢固的化合水，占据非水组织 中亲水性最强的基团的第一层位置。
多分子层水
占据第一层剩下的的位置及在“邻近水” 外形成的几层水。
单分子层水
化合水+临近水 持水量 截留水的含量称为持水量.
单分子层水 化合水+临近水
冰点温度以下ln Aw 此与1/T关系图的特点
冰点温度以下ln Aw 此与1/T也是直线关系。 冰点温度时，直线出现断点。 冰点温度以下，温度对影响比冰点以上大。 （直线斜率较大）
高于和低于冻结温度下的aw区别:
在冻结温度以上, aw是样品组分与温度的函数, 且前者是主要因素
A f (n , T )
4.1水与离子基团的相互作用 Interaction of water with Ionic groups
4.2水与能产生氢键键合的 中性基团的 相互作用
Interaction of water with neutral groups possessing hydrogen-bonding capabilities
食品化学与分析
Food chemistry and analysis
滞后现象 Hysteresis
定义:采用回吸(resorption)的方法绘制的 MSI和按解吸(desorption)的方法绘制的MSI并 不互相重叠的现象称为滞后现象.
滞后现象产生的原因
解吸过程中一些水分与非水溶液成分作用 而无法放出水分. 不规则形状产生毛细管现象的部位,欲填满 或抽空水分需不同的蒸汽压(要抽出需P内＞P外, 要填满则需P外＞ P内). 解吸作用时,因组织改变,当再吸水时无法紧 密结合水,由此可导致回吸相同水分含量时处于 较高的aw.
食品化学 第2章_水
（4）配制混合食品必须避免水分在配料之间的转移；
（5）对于要求脱水的产品的干燥过程、工艺、货架期和包
装要求都有很重要的作用。
2.4.2 水分吸附等温线
图8：广泛范围水分含量的吸附等温线
2.4.2 水分吸附等温线
图9：低水分含量范围食品的水分吸附等温线
2.4.2 水分吸附等温线
成的四面体的正常结构遭到破坏。对于既不具有氢键受
体又没有给体的简单无机离子，它们与水相互作用时仅
仅是离子-偶极的极性结合。
2.2.1 水与离子或离子基团的相互作用
图5：NaCl邻近的水分子可能出现的排列方式
（图中仅表示出纸平面上的水分子）
2.2.2 水与具有氢键键合能力的中性基团的相互作用
水与非离子、亲水溶质的相互作用力比水与离子间的相
第2章 水
思考题：
1.水在食品中的重要性体现在哪里？
2.食品化学中为什么要研究水呢？
水的功能
水
在
食
品
工
艺
学
方
面
的
功
能
食品理化性质：
起着溶解、分散蛋白质、
淀粉等水溶性成分的作用
食品质地方面：
对食品的新鲜度、硬度、
风味、流动性、色泽、耐
贮性和加工适应性有影响
食品安全性：
水是微生物繁殖的必需条件
食品工艺角度：
样的。如在-15℃，水分活度为0.80时，微生物不会生长，化学
反应缓慢；然而在20℃，水分活度仍为0.80时，化学反应快速
进行，且微生物能较快的生长。
c）不能用食品在冰点以下的aw来预测食品在冰点以上的aw，
同样，也不能用食品在冰点以上的aw来预测食品在冰点以下的
食品化学--第二章水
特点 可正常结冰，具有溶剂能力，微生物可利用
5.水分活度
水分活度
食品水分含量和其腐败性之间存在一定关系，不同类型食品虽然水 分含量相同，但腐败性存在显著差异，说明将水含量作为判断食品稳 定性的唯一指标是不可靠的。部分原因是水与非水成分缔合强度上的 差别，强缔合的水比弱缔合的水较低程度支持降解活力。
Ⅲ区：毛细管凝集的自由水。aw在0.8～0.99之 间，物料水分含量大于0.33 g/g干物质，最高为 20g/g干物质。
这部分水是食品中与非水物质结合最不牢固、最 容易流动的水，也称为体相水。
在凝胶和细胞体系中，体相水以物理的方式被截 留，其宏观流动性受到影响，但它与稀盐溶液中水 的性质相似。其蒸发焓基本上与纯水相同，既可以 结冰也可作为溶剂，并且还有利于化学反应的进行 和微生物的生长。
区Ⅱ：多层水区。即食品中与酰胺基、羧基等基 团和结合水、邻近水以水－溶质、水－水以氢键缔 合作用被相对固定的水，也包括直径小于1μm的 毛细管的水；这部分水的aw一般在0.25～0.8之间， 相当于物料含水量在0.07g/g干物～0.32g/g干物 质。
当食品中的水分含量相当于Ⅱ区和Ⅲ区的边界时， 水将引起溶解过程，它还起了增塑剂的作用并且促 使固体骨架开始溶胀。溶解过程的开始将促使反应 物质流动，因此加速了大多数的食品化学反应。
4.食品中水的存在形式Βιβλιοθήκη 食品 中水 的存 在形 式
结合水
构成水
定义：与非水物质呈紧密结合状态的水 特点：非水物质必要的组分，-40度部结冰，
无溶剂能力，不能被微生物利用； 单分子层
定义：处于非水物质外围，与非水物质
邻近水
呈缔合状态的水；
水，0.5%
食品化学02第二章 水
第二章 水
第一节 引言 第二节 水和溶质的相互作用
一 宏观水平
持水力（water holding capacity）： 由分子（通常是以低浓度存在的大分子）构
成的基体通过物理方式截留大量水而阻止水渗出 的能力。
第二节 水和溶质的相互作用
一 宏观水平 二 分子水平
溶质和水的混合同时改变了溶质和水的性质 亲水溶质会改变邻近水分子的结构和流动性。 水会改变亲水溶质的反应性，甚至改变其结构。
二 分子水平
① 化合水 是与非水物质结合的最牢固的水，这些水是构成非水物
质结构的一部分。 ② 邻近水
处于非水组分亲水性最强的基团周围的第一层位置。是 水与离子或偶极缔合的这部分水。 ③ 多层水
占据邻近水剩余的位置和邻近水外层的几个水层，少量 水在-40℃可结冰，可溶解极少量的溶质。
二 分子水平
1 结合水： 2 体相水：具有类似纯水的性质，易结冰，能作
（P0-P）/ P0=n2/(n1+n2) P：食品在密闭容器中达到平衡时，水的蒸汽压 P0：同温度下纯水的饱和蒸汽压。 n1：溶剂的摩尔数 n2：溶质的摩尔数 上式仅适用理想溶液，电解质溶液误差很大。
第三节 水分活度与食品的稳定性
一 水分活度（Water Activity） 二 水分活度与温度的关系
键，形成四面体结构些不寻常的 性质?例如，高沸点.
由于每个水分子具有相同数目的氢 键供体和受体部位，它们可以形成
三维氢键，因此，每个水分子最多
2 水密度在4℃左右变化的原因?
能与其它4个水分子形成氢键，形成 四面体结构。
3 一些溶质溶于水后，为何水 的流动性会发生变化？
4 在中等至高水分含量食品中反 应速度随Aw提高而下降的原因 可能是?
食品化学第2章 水
食品的共晶点大约为-55~-65℃左右，在 -5℃左右大约有80%的水结成冰
利用这一特点，可以浓缩果汁，怎么做？
生产冷冻食品时主张速冻，这样形成的冰 晶小而均匀，制品质量高。为什么？
食品冷藏温度常为-18℃
2.3 食品中水与 非水物质的相互作用
水-离子：与离子或者离子基团缔合的水是结 合最紧密的水
水－偶极
邻近水包括：单分子层水和微毛细管水
(3) 多层水：溶质第一层的剩余位置和邻近 水的外层形成的几个水层，其结合力主要 是：
水-水形成氢键
水-溶质形成氢键
自由水
就是指没有被非水物质化学结合的水（又 称体相水）。它又可分为三类：
水和冰的物理特性 水分子的结构 水分子的缔合作用 冰的结构和性质
1. 水和冰的物理特性 Physical character of water and ice
水的熔点、沸点比较高。为什么？
介电常数（介电常数是溶剂对两个带相反 电荷离子间引力的抗力的度量。）、表面 张力、热容和相变热（熔融热、蒸发热和 升华热）等物理常数也较高。这对于食品 加工中冷冻和干燥过程有重大影响。
溶质的性质及浓度均不严重干扰水分 子的迁移
（6）冰的性质
水的冰点为0℃，可是纯水在过冷状态(低 于0℃)开始结冰
纯水结冰的过程温度如何变化？ 纯液体有一个固定的结冰点。
溶液的冰点有何变化？
如肉类-1.7 ~ -2.2℃，鱼-1.0 ~ -2.2℃，蛋0.56℃，葡萄-2.5～-3.9℃，
水是食物各种组分中含量最多的组分，食 品的含水量除谷物和豆类等种子较低外 (10～16％)，一般都比较高(60～90％)，大 致范围如下：
食品化学水知识点
食品化学水知识点水是食品化学中一项重要的研究内容，它在食品加工和储存过程中起着至关重要的作用。
本文将介绍食品化学中与水相关的知识点，并解释其在食品加工中的作用。
1.水的化学性质水的化学式为H2O，是由一个氧原子和两个氢原子组成的化合物。
水是一种无色、无味、无臭的液体，它在室温下是液态存在的。
水是一种极性分子，具有良好的溶剂能力，可以溶解许多食品成分。
2.水的物理性质水的物理性质对于食品加工具有重要意义。
水的沸点为100摄氏度，冰点为0摄氏度。
水的密度随温度而变化，通常在4摄氏度时具有最大密度。
此外，水还具有热容量大、热传导性能好等特点，使其成为食品加工中常用的冷却、加热介质。
3.水在食品加工中的作用（1）溶剂：水是一种理想的溶剂，可以溶解许多食品成分，如糖、盐、酸等。
在食品加工过程中，水的溶解能力可以促进食品的溶解、混合和反应。
（2）稀释：水可以用来稀释食品中过高的浓度，使其达到适宜的口感和味道。
例如，酱油、醋等浓缩的调味品常常需要用水稀释后才能使用。
（3）调节温度：水作为一种热传导介质，在食品加工过程中可以用来调节温度。
例如，在烹饪中加入适量的水可以控制食物的温度，使其煮熟或煮烂。
（4）调节酸碱度：水的pH值为中性，当食品过酸或过碱时，可以用水来调节酸碱度，使其达到适宜的口感和保质期。
（5）保湿：水具有良好的保湿性能，可以防止食品失去水分，延长食品的保质期。
在面包、蛋糕等糕点制作中，水的添加可以增加面团的柔软度和保湿性。
4.水质对食品加工的影响水质对食品加工具有重要的影响。
水中的杂质和微生物会对食品的质量和安全性产生影响。
例如，硬水中的钙和镁离子会与食品中的某些成分发生反应，导致沉淀和不良的口感。
此外，水中的微生物可能导致食品腐败和变质。
为了确保食品的质量和安全性，食品加工过程中需要选择适宜的水源，并对水进行必要的处理和消毒。
总结：食品化学中的水知识点包括水的化学性质、物理性质以及在食品加工中的作用。
《食品化学》复习要点整理
《食品化学》复习要点第2章：水分1.水具有的特殊物理性质？（是什么决定的）水的异常物理性质与断裂的水分子间氢键需要额外能量有关P152.水存在状态：例共价键，离子键的大小和顺序等等共价键>H2O-离子键>H2O- H2O3.可形成氢键的基团？羧基、羰基、氨基、亚胺基、羟基、巯基等。
4.疏水相互作用如果存在两个分离的非极性基团，那么不相容的水环境将促进它们之间的缔合，从而减少水－非极性实体界面面积，此过程是疏水水合的部分逆转，称为“疏水相互作用”。
△G ＜0 热力学有利R(水合)＋R(水合) R2(水合)＋H2O5.水存在形式结合水：化合水、邻近水、多层水，自由水：滞化水、毛细管水、自由流动水6.结合水的特点（不被蒸发，不被微生物利用）:*结合水最牢固、在食品内部不能做溶剂、不容易被蒸发、-40以下不能结冰。
7.滞化水的特点是被组织中的显微结构与膜阻滞留住的水，不能自由流动。
8.水分活度（定义，意义，变化，与食品稳定性的关系，反正要掌握一切水分活度相关的知识点，必考）定义：食品中水分逸出的程度，可以用食品中水的蒸汽压与同温度下纯水饱和蒸汽压之比表示，也可以用平衡相对湿度表示。
Aw = f（溶液中水的逸度）水逃离的趋势fo(纯水的逸度）≈P（食品中水的蒸汽压）Po（纯水饱和蒸汽压）＝ERH/100意义：9．冰点上和冰点下的水分活度冰点以上，A w是样品组成与温度的函数，前者是主要的因素；冰点以下，A w与样品组成无关，而仅与温度有关，即冰相存在时，A w不受所存在的溶质的种类或比例的影响，不能根据A w预测受溶质影响的反应过程；不能根据冰点以下温度A w预测冰点以上温度的A w；当温度改变到形成冰或熔化冰时，就食品稳定性而言，水分活度的意义也改变了。
10.吸湿等温线（定义，分区，掌握BET单层）定义：在恒定温度下，以食品的水分含量对它的水分活度绘图形成的曲线，称水分的吸湿等温线分区：•BET单层：区段I和区段II的边界，相当于食品的“BET单层”水分含量。
烹饪化学-第二章-水详解
75
奶油
85
奶粉
85～90 稀奶油
90～95 油料种
子
含水量
35 28 8～12 37 2 16 4 53.6 3～4
（二）烹饪原料中水分的存在状态
烹饪原料中的水分由于与非水成分距 离远近不同，结合的紧 密程度不同，导 致在烹饪原料中的地位不同，即存在不同 的水分 存在状态。通常可将其划分为体 相水与结合水，它们各自具有不 同的物 理、化学性质及生物活性。
升华热(0℃)／(kJ／mo1) 50.91kJ／mol
熔化热：单位质量的晶体在熔化时变成同温度的液态
物质所需吸收的热量。（由固态变为液态的过程）
蒸发热：即汽化热，在标准大气压(101.325 kPa)下，
一摩尔物质在一定温度下蒸发所需要的热量。（由液态 到气态的变化过程）
升华热：单位质量的晶体直接变成气体时需要吸收的
水分子的缔合与水的温度有关，温度越低，缔合程度 越大。0时全部的水分子缔合在一起形成巨大的分子团。
（二）水的物理性质
相对分子质量
18.015
相变性质
熔点／℃
0.000 ℃
沸点／℃
100.000 ℃
熔化热(0℃)／(kJ／ mo1)
6.012kJ／mol
蒸发热(100E)／(kJ／ 40.63kJ／mo1 mo1)
导致水果蔬菜或动物肌肉细胞组织被 破坏，解冻后会导致汁液流失、组织 溃烂、滋味改变
（三）水的化学性质
水的化学性质非常活泼，它可以和 许多活泼的金属及金属氧化物发生化 学反应，也能和许多非金属及非金属 氧化物发生化学反应。
在烹调过程中，三大热能营养素 （碳水化合物、脂类、蛋白质）会发 生不同程度的水解反应，这非常有利 于人体对食物的消化吸收。
食品化学复习知识点
第二章一、水的结构水是唯一的以三种状态存在的物质：气态、液态和固态（冰）（1）气态在气态下，水主要以单个分子的形式存在（2）液态在液态下，水主要以缔合状态(H2O)n存在，n可变氢键的特点；键较长且长短不一，键能较小(2-40kj/mol)a.氢键使得水具有特别高的熔点、沸点、表面张力及各种相变热；b.氢键使水分子有序排列，增强了水的介电常数；也使水固体体积增大；c.氢键的动态平衡使得水具有较低的粘度；d.水与其它物质（如糖类、蛋白类）之间形成氢键，会使水的存在形式发生改变，导致固定态、游离态之分。
（3）固态在固体（冰）状态下，水以分子晶体的形式存在；晶格形成的主要形式是水分子之间的规则排列及氢键的形成。
由于晶格的不同，冰有11种不同的晶型。
水冷冻时，开始形成冰时的温度低于冰点。
把开始出现稳定晶核时的温度称为过冷温度；结晶温度与水中是否溶解有其它成分有关，溶解成分将使水的结晶温度降低，大多数食品中水的结晶温度在-1.0～-2.0C˚。
冻结温度随着冻结量的增加而降低，把水和其溶解物开始共同向固体转化时的温度称为低共熔点，一般食品的低共熔点为-55～-65℃。
水结晶的晶型与冷冻速度有关。
二、食品中的水1.水与离子、离子基团相互作用当食品中存在离子或可解离成离子或离子基团的盐类物质时，与水发生静电相互作用，因而可以固定相当数量的水。
例如食品中的食盐和水之间的作用2.水与具有氢键能力的中性基团的相互作用许多食品成分，如蛋白质、多糖（淀粉或纤维素）、果胶等，其结构中含有大量的极性基团，如羟基、羧基、氨基、羰基等，这些极性基团均可与水分子通过氢键相互结合。
因此通常在这些物质的表面总有一定数量的被结合、被相对固定的水。
带极性基团的食品分子不但可以通过氢键结合并固定水分子在自己的表面，而且通过静电引力还可吸引一些水分子处于结合水的外围，这些水称为邻近水(尿素例外)。
3.结合水与体相水的主要区别（1）结合水的量与食品中所含极性物质的量有比较固定的关系，如100g蛋白质大约可结合50g 的水，100g淀粉的持水能力在30～40g；结合水对食品品质和风味有较大的影响，当结合水被强行与食品分离时，食品质量、风味就会改变；（2）蒸汽压比体相水低得多，在一定温度下（100℃）结合水不能从食品中分离出来；（3）结合水不易结冰，由于这种性质使得植物的种子和微生物的孢子得以在很低的温度下保持其生命力；而多汁的组织在冰冻后细胞结构往往被体相水的冰晶所破坏，解冻后组织不同程度的崩溃；（4）结合水不能作为可溶性成分的溶剂，也就是说丧失了溶剂能力；（5）体相水可被微生物所利用，结合水则不能。
食品化学水2全解
温度系数
初始的水分活度为0.5时，在2～40℃的温度范 围内，湿度系数是0.0034℃。 研究结果表明，高碳水化合物食品或高蛋白 质食品的aw的温度系数(温度范围5～50℃，起始 的aw为0.5)范围为0.003～0.02℃。
对于不同的产品，温度改变10℃，则aw的变化 从0.03～0.2。于是，温度变化对水分活度的影响 能改变密封在袋内或罐内的食品的稳定性。
六、水分吸湿等温线 Moisture Sorption Isotherms
定义： 在恒定的温度下，食品的水分含量(用 单位干物质质量中水的质量表示，g水／g 干物质)与它的水分活度之间的关系图称 为吸附等温线（简称MSI）。
高含水量食品的吸湿等温线
低水分含量范围食品的水分吸着等温线
MSI的实际意义���
A:1 千克水(约 55.51mol)溶解 1mol 溶质
水分活度的测定方法 Measurement methods of Aw
1、 冰点测定法 先测样品的冰点降低和含水量,据下两 式计算aw，其误差很小（＜0.001 aw/℃） aw=n1/(n1+n2) n2=G△Tt / (1000.Kt) G—溶剂克数 △Tt—冰点降低(℃) Kt—水的摩尔冰点降低常数(1.86)
对于食品体系，滞后现象增加了复杂性,即不能 从回吸等温线来预测解吸等温线。
等温线的滞后现象
冷冻干燥苹果片的吸着滞后现象
冷冻干燥熟猪肉的吸着滞后现象
冷冻干燥大米的吸着滞后现象
滞后现象产生的原因���
•解吸过程中一些水分与非水溶液成分作用 而无法放出水分。 •不规则形状产生毛细管现象的部位,欲填满 或抽空水分需不同的蒸汽压(要抽出需P内＞ P外, 要填满则需P外＞P内)。 •解吸作用时,因组织改变,当再吸水时无法紧 密结合水,由此可导致回吸相同水分含量时 处于较高的aw。
食品化学-02水全解
冰的结构
• 水结冰之后，分子之间以氢键连接形成刚性结构。由于分 子之间的距离大于液态水，冰的密度比水低，引而结冰后 体积增大。 • 冰有多种晶型，在一般情况下形成正六方形对称结构冰晶。 • 水首先冷却成为过冷状态，然后围绕晶核结冰，冰晶不断 长大。快速冻结可以形成较多晶核和较小冰晶，有利保持 食品品质。
水和冰的分子结构
• 水分子的电子结构 –氧原子电子结构：1S22S22Px22Py12Pz1 –两个共价键和两个孤对电子 –四个sp3杂化轨道 • 水分子的结构特点 –sp3杂化轨道顶点连线呈现假想的四面体结构 –部分的离子性质 –可以通过分子间氢键形成三维网状结构
图：水分子的电子云和共价键
• 水分子是一个极性分子，其共价键具有部分的离子性质， 分子具有较大偶极矩。
水与具有形成氢键能力的中性基团（亲水溶 质）的相互作用
• 水能与某些基团，例如羟基、氨基、羰基、酰氨基和亚氨 基等极性基团，发生氢键键合。
食品化学---水
根据与食品中非水组分氢键结合能力的强
弱，结合水可分为：
化合水 邻近水
多层水
2.3.1.1
化合水
是指那些结合最牢固、构成非水物质的组
成的那部分水。
2.3.1.2
邻近水
是指在非水成分中亲水基团周围结合的第一 层水，与离子或离子基团缔合的水是结合最紧密
的邻近水。结合力为：水-离子和水-偶极缔合作
Aw与水分含量的关系
2.6.1
克劳修斯-克拉贝龙方程式
dlnAw / d(1/T) = -ΔH / R
冰点以上温度时， lnAw-1/T图始终为
一条直线，食品的Aw受食品中非水组分 和食品温度的影响较大。
冰点以下时，直线出现折点，lnAw
随1/T的变化率明显变大，并且Aw不再受 食品中非水组分的影响，而只与食品的
食品化学 Food chemistry
第2章 水(2学时）
轻化工程学院
主要内容
水和冰的结构特征
水-溶质的相互作用 水分活度
水分吸着等温线
2.1 引言
水是最普遍存在的组分，它往往占据 植物、动物或食品质量的50%-90%。食品品 种不同，含水量差别很大。 水为必需的生物化学反应提供物理环 促进氧气和二氧化碳的运输。
疏水基团的性质
笼形水合物的形成
使蛋白质分子产生疏水相互作用
2.4.3.1
笼形水合物
“主体”由20-74个水分子组成；
“客体”是低分子量化合物，如：低分子量
烃，稀有气体，烷基铵盐，卤代烃，CO2,SO2,环 氧乙烷，乙醇，磷盐等。 其微结晶与冰的结构很相似，当形成大的结 晶时，原料的四面体结构逐渐变成多面体结构。
“增溶”形成胶团 水能作为双亲分子的分散介质，水与双亲分
食品化学 第二章 水 知识点总结
第二章水2.1 食品中的水分含量及功能2.1.1 水分含量▪一般生物体及食品中水分含量为3～97%•水在生物体内的含量约70~80%水在动物体内的含量特点随动物年龄的增加而减少，成人含水量为58~67%。
不同部位水分含量不同：皮肤60~70%；肌肉及器脏70~80%；骨骼12~15%。
水在植物体内的含量特点•营养器官组织（根、茎、叶的薄壁组织）含量最高70~90%。
•繁殖器官组织（种子、微生物的孢子）含量最低12~15%。
某些食品的水分含量表2—1食品水分含量( % )白菜，菠菜90—95猪肉53—60新鲜蛋74奶88冰淇淋65大米12面包35饼干3—8奶油15--202.2 水的功能2.2.1 水在生物体内的功能1.稳定生物大分子的构象，使其表现特异的生物活性2.体内化学介质，使生物化学反应顺利进行3.营养物质，代谢载体4.热容量大，调节体温5.润滑作用此外，水还具有镇静、强壮效果；保护眼睛，降脂减肥和美容作用。
2.2.2 水的食品功能1.食品的组成成分2.显示色、香、味、形、质构特征3.分散蛋白质、淀粉、形成溶胶4.影响鲜度、硬度5.影响加工，起浸透、膨胀作用6.影响储藏性2.3 水的物理性质2.3.1 水的三态1、以水—汽（100℃/1个大气压）2、水—冰（0℃/1个大气压）3、汽—冰（>0℃/611Pa以下）特点: 具有水、汽、冰三相共存（0.0098℃/611Pa）* * 2.3.2 水的重要物理性质•水的许多物理性质：如熔点、沸点、比热容、熔化热、蒸发热、表面张力和界电常数都明显偏高.* *原因:水分子间存在着三维氢键缔合的缘故１水的密度在4℃最大，为1；0℃时冰密度为0.917,水结冰时,体积膨胀约9%(1.62ml/L). 实际应用:这种性质易对冷冻食品的结构造成机械损伤,是冷冻食品行业中应关注的问题2.水的沸点与气压呈正相关关系.当气压升高时,则其沸电升高;当气压下降，则沸点降低。
食品化学第二章水
➢②由于每个水分子具有数目相等的氢键供 体和受体，因此可以在三维空间形成多重 氢键。
➢③静电效应。
与打破分子间氢键所需额外能量有关的水的 性质 • 低蒸汽压 • 高沸点 • 高熔化热 (80 cal/g, 335 J/g) • 高蒸发热 (539 cal/g, 2257 J/g)
例如：一般的食物在冻结后解冻往往有大量的汁液流 出，其主要原因是冻结后冰的体积比一样质量的水的 体积增大9%，因而破坏了组织构造。
c.水的热导率较大，然而冰的热导率却是 同温度下水的4倍，冰的热扩散系数〔热 扩散速度〕是水的9倍，这说明在同一环 境中，冰比水能更快的改变自身的温度，
冰的热传导速度比非流动水〔如动、植物
2、氢键作用
氢原子几乎成为裸露的带正电荷的质子，这个半径很小且 带正电荷的质子能够和带相对负电荷的另一水分子中的氧 原子之间产生静电引力，这种作用力产生的能量一般在240kJ／mol的范围，比化学键弱，但比纯分子间力强，称 之为氢键。
每个水分子最多能够与 4 个水分子通 过氢键结合。
每个水分子在 三 维空间有相等数目 的氢键供体和受体，因此水分子在三维空间 形成多重氢键键合。
部毛细管水为自由水。 图2-15 复杂食品在冰点以上和冰点以下时Aw和温度的关系
• 特点： • 能结冰，但冰点有所下降 • 溶解溶质的能力强，枯燥时易被除去 • 与纯水分子平均运动接近很适于微生物生长和大多数化学
反响，易引起食品的腐败变质， 但与食品的风味及功能 性严密相关。
⑴滞化水：被组织中的显微构造或亚显微构造或膜
滞留的水。 冰还可能以其他9种多晶型构造存在，也可能以无定形或无一定构造的玻璃态存在。
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冰向水转变伴随着最接近的水分子
食品化学总结_2
第二章，水水－溶质相互作用一、 与离子和离子基团的相互作用(P15)当食品中存在离子或可解离成离子或离子基团的盐类物质时，产生偶极-离子相互作用，可以固定相当数量的水。
随着离子种类及所带电荷的不同，与水之间的相互作用也有所差别。
大致可以分作两类：1、有助于水分子网状结构的形成，水溶液的流动性小于水，如：Li +、Na +、H 3O +、Ca 2+、Ba 2+、Mg 2+、Al 3+、OH -等。
2、能阻碍水分子之间网状结构的形成，其溶液的流动性比水大，此类离子如：K+、Rb+、Cs +、NH 4+、C l-、B r-、I -、NO -3、BrO -3等；二、水与具有氢键形成能力的中性基团(亲水性溶质)的相互作用许多食品成分，如蛋白质、多糖（淀粉或纤维素）、果胶等中的极性基团，如羟基、羧基、氨基、羰基等，均可与水分子通过氢键相互结合。
水与溶质之间的氢键键合比水与离子之间的相互作用弱。
三、 水与非极性物质的相互作用非极性的分子通常包括烃类、稀有气体、脂肪酸、氨基酸和蛋白质的非极性基团等。
疏水水合作用 疏水相互作用 疏水基团还能和水形成笼形水合物。
四、水与双亲分子的相互作用双亲分子包括脂肪酸盐、蛋白脂质、糖脂、极性脂类和核酸。
双亲分子在水中形成胶团。
食品中水的存在状态根据食品中水分的存在状态，可以把食品中的水分作不同的类型（如下页图）。
结合水，自由水（体相水）之间很难作截然的划分，其主要的区别在于：a.结合水的量与食品中所含极性物质的量有比较固定的关系。
b.结合水的蒸汽压比自由水低得多。
c.结合水不易结冰（冰点约－40℃）。
食品中水的存在形式构成水定义：与非水物质呈紧密结合状态的水特点：非水物质必要的组分，-40度部结冰，无溶剂能力，不能被微生物利用；邻近水定义：处于非水物质外围，与非水物质呈缔合状态的水；特点：-40度不结冰，无溶剂能力，不能被微生物利用；多层水定义：处于邻近水外围的，与邻近水以氢 键或偶极力结合的水；特点：有一定厚度(多层)，-40度基本不结 冰，溶剂能力下降，可被蒸发；单分子层水，0.5%5%结合水自由水被组织中的显微结构或亚显微结构或膜滞留的水滞化水不能自由流动，与非水物质没关系毛细管水由细胞间隙等形成的毛细管力所系留的水物理及化学性质与滞化水相同自由流动水以游离态存在的水可正常结冰，具有溶剂能力，微生物可利用定义特点定义特点定义特点d.结合水不能作为溶质的溶剂。
食品化学—水
与非极性物质相互作用
非极性物质：烃类、脂类等。 疏水水合作用，疏水相互作用。
重点掌握，可通过画图加深记忆
水
水在食品中存在形式
水与双亲分子的相互作用
结合水
构成水 邻近水
特征;在同一分子中间同时存在亲水性基团和疏水性基团。
和磷脂双分子层有相似之处
与非水物质呈紧密结合状态的水 处与非水物质外围，与非水物质呈缔合状态的的水。
《第二章 水》单元小结
水和冰的结构
水在食品中的作用
食品中的水 水在食品中的作用
水对食品加工和储藏品质变化的影响，包括质构，感官等
了解即可
水和冰的结构和性质
冰的结构 水分子的结构
冰的结构概念 什么是纯水结晶及其作用
水分子中氢氧结合 水的缔合概念
水分子的空间结构，冰的空间结构，缔合结构总结（重点）通过课堂小测，课后作 业加深理解。
等温吸湿曲线的滞后效应
在同样含水量下，解吸曲线水分活度较低
水分活度与食品的稳定性
水分活度对微生物繁殖的影响 水分活度对食品化学变化的影响
着重了解，更多是例子
பைடு நூலகம்
水的结构
水的缔合结构作用 水分子缔合与水的关系
水和冰的物理性质及与食品质量的关系
对食品的冷冻和干燥有着影响
联系现实，与实际相结合
水与溶质的相互作用
水与离子和离子基团的相互作用
不同离子与水之间相互作用不同 特点
重点掌握
与具有氢键键合能力的中性分子或基团的相互作用
定义 作用：可降低冰点，对一些酶保持活性有重要作用。
水分活度（食品中的水分活度在0-1之间）
定义 预示食品的安全性以及稳定性
与温度有关，测定水分含量时要表明温度；并不是完全可靠，一般情况下 比水分含量可靠。
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食品化学第二章水知识点总结
第二章水分
2.1食品中的水分含量和功能2.1.1水分含量
？普通生物和食物中的水分含量为3 ~ 97%？生物体中水的含量约为70-80%。
动物体内的水分含量为256±199，随着动物年龄的增长而减少，而成年动物体内的水分含量为58-67%
不同部位水分含量不同:皮肤60 ~ 70%；
肌肉和器官脏70 ~ 80%；骨骼12-15%植物中
水分的含量特征？营养器官组织(根、茎和叶的薄壁组织)的含量高达70-90%？生殖器官和组织(种子、微生物孢子)的含量至少为12-15%表2-1某些食物的含水量
食物的含水量(%)
卷心菜，菠菜90-95猪肉53-60新鲜鸡蛋74牛奶88冰淇淋65大米12面包35饼干3-8奶油15-20 2.2水的功能
2.2.1水在生物体中的功能
1。
稳定生物大分子的构象，使它们表现出特定的生物活性2。
体内化学介质使生化反应顺利进行。
营养物质，代谢载体4。
热容量大，体温调节5。
润滑。
此外，水还具有镇静和强有力的作用。
护眼、降血脂、减肥、美容2.2.2水的食物功能1。
食品成分
2。
展示颜色、香气、味道、形状和质地特征3。
分散蛋白质、淀粉并形成溶胶4。
影响新鲜度和硬度
5。
影响加工。
它起着饱和和膨胀的作用。
它影响
2.3水的物理性质2.
3.1水的三态
1，具有水-蒸汽(100℃/1个大气压)2、水-冰(0℃/1个大气压)3、蒸汽-冰(> 0℃/611帕以下)
的特征:水、蒸汽、冰三相共存(0.0098℃/611帕)* * 2.3.2水的重要物理性质256水的许多物理性质，如熔点、沸点、比热容、熔化热、汽化热、表面张力和束缚常数
数，都明显较高。
*原因:
水分子具有三维氢键缔合，
1水的密度在4℃时最高，为1；水结冰时，0℃时冰密度为0.917，体积膨胀约为9%(1.62毫升/升)。
实际应用:
是一种容易对冷冻食品的结构造成机械损伤的性质，是冷冻食品工业中应注意的问题。
水的沸点与气压成正比。
当气压增加时，它的沸腾电流增加。
当空气压力下降时，沸点下降
低
:
(1)牛奶、肉汁、果汁等热敏性食品的浓缩通常采用减压或真空来保护食品的营养成分。
低酸度罐头的灭菌(3)高原烹饪应使用高压3。
水的比热大于。
水的比热较大，因为当温度升高时，除了分子的动能需要吸收热量外，同时相关分子在转化为单个分子时需要吸收热量。
这样水温就不容易随着温度的变化而变化。
例如，海洋气候就是这样
4。
水的介电常数非常高。
当水在20℃溶解度大时，水的介电常数为80.36，
生物干物质的介电常数为2.2~4.0
具有较高的介电常数，能促进电解质的解离，因此对电解质和蛋白质如酸、碱和盐在水中的溶解非常重要。
5。
冰的电导率和传热系数分别是水的3倍和4倍。
意味着在某种环境下，冰的温度变化比水快得多。
因此，同一种食物的
解冻比冷冻快得多。
# 2.4食品中的水状态与
2.4.1水状态
2.4.1.1结合水(结合水、化学结合水)力:配位键、氢键、部分离子键特点:在-40℃以上不冻结，不能作为外来溶质的溶剂
单层水:它被称为第一个水分子层中的水，直接与离子结合水总量的大约0.5%
多层水:单层水之外的几层水分子或与非水组分中的弱极性基团如羟基、酰胺基等形成氢键的水分子。
# 2.4食品中的水状态及其与溶质的关系(2)
2.4.1.2游离水(散装水、游离水、吸湿水)
力:物理拦截，由生物膜或凝胶中大分子交联形成的网络拦截；毛细管力的特点:它能冻结和溶解溶质；含水量测定减少；可以被微生物利用毛管水:当毛管直径大于0.1微米且约为几微米至几十微米时，其
中的水属于游离水自由流动的水(截留水、自由水)
# 2.4食物中的水状态及其与溶质的关系(3)
2.4.2水溶质关系
2.4.2.1水与离子和离子基团的相互作用
力:极性组合，偶极-离子相互作用比其他溶质更能阻碍水分子的流动；水离子键的强度大于水氢键。
破坏水的正常结构，防止水在0℃结冰。
结冰阻力为
# 2.4。
食物中的水分状态和水与溶质的关系(4)
2.4.2。
水和能够形成氢键的中性基团之间的相互作用
水可以与羟基、氨基、羰基、酰基、亚氨基等形成氢键。
的力小于水和离子之间的力。
流动性低。
它对水的网状结构几乎没有影响。
防止水结冰；《水桥》η
││ì
-ν-η...η-η...η-η...с=с-
# 2.4食品中的水状态及其与溶质的关系(5)
2.4.1.3水和非极性物质之间的相互作用
笼型水合物的形成:由于非极性基团和水分子之间的排斥力，使疏水基团附近的水分子之间的氢键力=
“笼型水合物”:20-74个水分子将“物体”包裹在其中
力2.5水活性对于疏水基团和食品稳定性之间的关联的意义* * 2.5.1水活性
问题(1)哪种含水量为18%的果脯比含水量为18%的小麦更耐贮藏？
水分活度:在相同温度下，食物中水蒸气的分压与纯水的饱和蒸气压之比表示Aw=P/Po
？对于纯水:p = poaw = 1；
？对于食物中的水来说，因为其他物质溶解在其中，所以磷总是。